【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】共價(jià)有機(jī)框架(COF)是一類通過有機(jī)前體之間的反應(yīng)形成二維或三維結(jié)構(gòu)的材料，從而形成強(qiáng)共價(jià)鍵，從而提供多孔、穩(wěn)定和結(jié)晶材料。隨著研究人員優(yōu)化合成控制和前體選擇，COF成為有機(jī)材料總體領(lǐng)域的一個(gè)領(lǐng)域。這些對(duì)配位化學(xué)的改進(jìn)使無孔和無定形有機(jī)材料(例如有機(jī)聚合物)能夠進(jìn)入具有剛性結(jié)構(gòu)的多孔結(jié)晶材料的構(gòu)造，從而在各種溶劑和條件下提供出色的材料穩(wěn)定性。通過網(wǎng)狀化學(xué)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了精確的合成控制，并產(chǎn)生了有序、具有高度優(yōu)先的結(jié)構(gòu)取向和性能的納米多孔結(jié)構(gòu)，可以協(xié)同增強(qiáng)和放大。
 

　　近日，中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心韓寶航課題組與查瑞濤課題組，聯(lián)合天津大學(xué)雷圣賓課題組，通過設(shè)計(jì)含有不對(duì)稱側(cè)鏈的雙親性單體，構(gòu)筑了具有異環(huán)境孔道結(jié)構(gòu)的COF材料(checkered-COF)。獨(dú)特的異環(huán)境孔結(jié)構(gòu)使這一材料在親水-疏水抗生素聯(lián)合使用促進(jìn)傷口愈合方面展現(xiàn)出優(yōu)異的效果。
 

　　本研究設(shè)計(jì)并合成了對(duì)位分別為親水性鏈和疏水性鏈的不對(duì)稱的醛基單體，將其與卟啉分子反應(yīng)構(gòu)筑了一種亞胺連接的COF(DEG-HEP-COF)。同時(shí)，該研究構(gòu)建了只含親水性鏈或疏水性鏈的COFs作為對(duì)照樣品。此外，為了探討孔隙分布均勻性對(duì)材料性能的影響，該工作采用多組分策略制備了另一種COF對(duì)照樣品。該材料具有隨機(jī)分布的親-疏水性多孔通道。對(duì)DEG-HEP-COF及對(duì)照材料的結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)研究，粉末X射線衍射實(shí)驗(yàn)、氮?dú)馕?脫附測(cè)試、理論模擬計(jì)算等數(shù)據(jù)結(jié)果表明，DEG-HEP-COF具有異環(huán)境孔道結(jié)構(gòu)，其孔道的排列方式類似國際象棋棋盤(chess board)，因而可使用checkered更為準(zhǔn)確地描述這種異孔道環(huán)境。科研人員嘗試將親水性和疏水性抗生素同時(shí)負(fù)載于DEG-HEP-COF中，以用于改善傷口愈合效果方面的研究。與單一抗生素遞送相比，這種雙抗生素遞送策略可以擴(kuò)大抗菌范圍，延緩或減少耐藥性的產(chǎn)生。本研究提出的非對(duì)稱單體制備含異環(huán)境孔道結(jié)構(gòu)的COF的策略，擴(kuò)展了該類材料孔環(huán)境的多樣性，展現(xiàn)了孔環(huán)境對(duì)堆積模式和結(jié)晶度的顯著影響，并為進(jìn)一步拓展COF的功能提供了新思路。研究表明，COFs可以作為載體上傳和遞送用于治療應(yīng)用的藥物。如果設(shè)計(jì)的COF含有獨(dú)特的異環(huán)境孔，可以預(yù)測(cè)它是一種理想的藥物共傳遞載體。
 

　　相關(guān)研究成果Synthesis of a covalent organic framework with hetero-environmental pores and its medicine co-delivery application于近日在線發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
 

參考來源： 國家納米科學(xué)中心